Die Andromeda-Galaxie, der nächste Nachbar unserer Milchstraße, ist das am weitesten entfernte Objekt am Himmel, das man mit bloßem Auge sehen kann – allerdings nur in einer klaren Nacht und an einem sehr dunklen Himmel. Die Galaxie ist eine wunderschöne Spirale, aber eine Tatsache ist Ihnen vielleicht nicht bewusst: Wir sind für ein paar Milliarden Jahre sicher, aber Andromeda ist auf dem Weg zu uns und auf Kollisionskurs mit der Milchstraße.
Andromedas Nähe zur Erde – in nur 2,5 Millionen Lichtjahren Entfernung – macht sie zu einem geeigneten Beobachtungsobjekt für Extrapolationen über andere Spiralgalaxien. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler detaillierte Studien über schwarze Löcher, Sterne und andere Objekte in der Galaxie durchgeführt. Dazu gehörte auch ein beeindruckendes Mosaik von Bildern der Andromeda-Galaxie, die 2015 vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden.
Lage, Lage, Lage
Der sichtbare, unscharfe Fleck aus Sternen ist etwa so lang wie der Vollmond und halb so breit; nur bei starker Vergrößerung kann man erkennen, dass er sich sechsmal so lang erstreckt.
Als Spiralgalaxie wie die Milchstraße enthält Andromeda in der Mitte eine konzentrierte Materieausbuchtung, die von einer Scheibe aus Gas, Staub und Sternen sowie einem riesigen Halo umgeben ist. Obwohl Andromeda etwa eine Billion Sterne im Vergleich zu den 250 Milliarden in der Milchstraße enthält, ist unsere Galaxie tatsächlich massiver, weil sie vermutlich mehr dunkle Materie enthält.
Kollisionskurs
Andromeda und die Milchstraße befinden sich auf einem Kollisionskurs, der die Struktur der beiden Galaxien für immer verändern wird. Die Galaxien rasen mit etwa 70 Meilen pro Sekunde (112 Kilometer pro Sekunde) aufeinander zu. Astronomen schätzen, dass Andromeda in 4 Milliarden Jahren mit der Milchstraße kollidieren wird, wobei die Fusion in 6 Milliarden Jahren abgeschlossen sein wird. Bis dahin wird die Sonne zu einem Roten Riesen angeschwollen sein und die irdischen Planeten verschluckt haben, so dass die Erde andere Sorgen haben wird.
Dennoch dürfte der frische Staubeinstrom die Sternbildung in der neuen „Milkomeda“-Galaxie ankurbeln, und die erdlose Sonne könnte die Milchstraße für immer verlassen. Nach einer chaotischen Phase, in der die Arme des kombinierten Paares verrückterweise aus der Milchstraße herausragen, sollten sich die beiden zu einer glatten elliptischen Galaxie vereinigen.
Galaxienkollisionen sind ein normaler Teil der Entwicklung des Universums. Tatsächlich gibt es sowohl in Andromeda als auch in der Milchstraße Anzeichen dafür, dass sie bereits mit anderen Galaxien zusammengestoßen sind. Andromeda weist in seinem Zentrum einen großen Ring aus Staub auf, der ihm eine interessante Form verleiht. Astronomen glauben, dass sich dieser Staub gebildet haben könnte, als sie eine bestehende Galaxie verschluckte.
Frühe Beobachtungsgeschichte
Im Jahr 964 beschrieb der persische Astronom Abd al-Rahman al-Sufi die Galaxie als „kleine Wolke“ in seinem „Buch der Fixsterne“, dem ersten bekannten Bericht über unseren nächsten Nachbarn. Als Charles Messier die Galaxie 1764 als M31 bezeichnete, schrieb er die Entdeckung dessen, was damals als Nebel bezeichnet wurde, fälschlicherweise dem deutschen Astronomen Simon Marius zu, der die erste teleskopische Beobachtung des Objekts lieferte. Die ersten Fotos von Andromeda wurden 1887 von Isaac Roberts aufgenommen.
In den 1920er Jahren wurde die ferne Galaxie Teil der großen Debatte zwischen den amerikanischen Astronomen Harlow Shapley und Heber Curtis. Damals glaubten die Astronomen, dass die Milchstraße das gesamte Universum ausmacht und die seltsamen Flecken, die als Nebel bekannt sind, in ihrem Inneren liegen. Curtis hatte verschiedene Novae in Andromeda entdeckt und argumentierte stattdessen, dass es sich um eine separate Galaxie handelte.
Die Diskussion wurde erst 1925 abgeschlossen, als Edwin Hubble in Andromeda eine besondere Art von Stern identifizierte, die als Cepheid-Veränderliche bekannt ist – ein Stern, dessen Eigenschaften präzise Entfernungsmessungen ermöglichen. Da Shapley zuvor festgestellt hatte, dass die Milchstraße nur 100.000 Lichtjahre groß war, ergaben Hubbles Berechnungen, dass der unscharfe Fleck zu weit entfernt war, um innerhalb der Milchstraße zu liegen.
Hubble nutzte seine Messungen der Dopplerverschiebungen der Galaxien, um festzustellen, dass sich das Universum ausdehnt. Die berechnete Entfernung zu Andromeda verdoppelte sich in den 1940er Jahren, als Walter Baade als erster einzelne Sterne in der zentralen Region der Galaxie beobachtete und zwei verschiedene Arten von Cepheiden-Variablen fand. Radiokarten von Andromeda folgten in den 1950er Jahren, nachdem Hanbury Brown und Cyril Hazard am Jodrell Bank Observatory Radioemissionen entdeckt hatten.
Rezente Entdeckungen in Andromeda
Unser Verständnis der Größe der Andromeda-Galaxie hat sich in den letzten Jahren erweitert. Im Jahr 2015 ergaben Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops, dass ein Halo von Material, das Andromeda umgibt, sechsmal größer und 1.000-mal massiver ist als das, was zuvor gemessen wurde. (Damals sagten die Astronomen, dass die Milchstraße möglicherweise ebenfalls einen Halo hat – und dass die Halos der beiden Galaxien vielleicht schon zu verschmelzen beginnen.) Dies folgt auf revidierte Größenschätzungen in den Jahren 2005 und 2007, die auf der Beobachtung von Sternen und Sternbewegungen beruhen.
Im Jahr 2015 veröffentlichten Wissenschaftler das detaillierteste Foto von Andromeda, das je erstellt wurde, indem sie ein Mosaik von Bildern des Hubble-Weltraumteleskops verwendeten. Das Bild umfasste 7.398 Aufnahmen, die aus 411 Ausrichtungen des Teleskops stammen. Das Bild enthüllte mehr als 100 Millionen Sterne in der Galaxie, sowie Staubstrukturen und andere Merkmale. Damals sagten die Wissenschaftler, dass die Bilder dabei helfen würden, die Struktur von Spiralgalaxien zu extrapolieren, die noch weiter von der Erde entfernt sind, was es schwieriger macht, sie so detailliert zu betrachten.
Schwarze Löcher in Andromeda wurden ebenfalls unter die Lupe genommen. Ende 2017 fanden Wissenschaftler unerwartet zwei supermassereiche Schwarze Löcher, die einander eng umkreisen. Damals sagte das Forscherteam, dass diese schwarzen Löcher wahrscheinlich die „am engsten gekoppelten“ aller bekannten supermassiven Löcher seien.
Eine Suche mit dem Chandra-Röntgenteleskop der NASA erbrachte 2013 26 Kandidaten für Schwarze Löcher in Andromeda und damit die größte Anzahl solcher Kandidaten, die jemals in einer anderen Galaxie als unserer eigenen Milchstraße gefunden wurde. Weitere 40 Schwarze Löcher wurden 2016 mit dem Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) der NASA aufgespürt, das auf Röntgenbeobachtungen spezialisiert ist.
Wissenschaftler spürten 2017 einen wahrscheinlichen Pulsar – einen toten Stern, der sich schnell dreht – in Andromeda auf. Die Röntgenquelle wurde zunächst vom Swift-Satelliten der NASA als Objekt Swift J0042.6+4112 katalogisiert und dann von NuSTAR charakterisiert. Die neueren Beobachtungen ergaben, dass das Lichtspektrum dieses Objekts Pulsaren in der Milchstraße ähnelt.
Zu den weiteren Entdeckungen in Andromeda gehören die Verfolgung der Geburt und des Todes von Sternen im Infrarotbereich im Jahr 2011, die Entdeckung von Gammastrahlung im Jahr 2017, die ein Hinweis auf dunkle Materie sein könnte, eine Substanz, die nur durch ihre Auswirkungen auf „gewöhnliche“ Materie wie Galaxien bekannt ist, und die Entdeckung eines Rings von Zwerggalaxien um Andromeda im Jahr 2013 – etwas, das auch um die Milchstraße herum vorhanden sein könnte.
Zusätzlicher Bericht von Elizabeth Howell, Space.com-Mitarbeiterin
Korrektur: Dieser Artikel wurde am 11. März 2019 aktualisiert, um die korrekte geschätzte Anzahl der Sterne in der Milchstraße anzugeben.
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